探究酵母菌細胞呼吸方式實驗是必修1的一個重要探究實驗，也是高考實驗考查的重點。它是以酵母菌為實驗材料，通過控制有氧和無氧條件，通過檢測CO2和酒精生成情況，探究酵母菌在不同氧氣條件下細胞呼吸的方式。對該實驗的考查不僅要理解實驗的目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，更重要的是運用該實驗方法、技能去解決相關(guān)的問題。
1 對教材實驗直接考查
例1 某生物興趣小組分別對酵母菌細胞的呼吸方式進行了如下探究實驗，請分析回答：
（1）怎樣保證酵母菌在整個實驗過程中能正常生活？
。
(2)該小組想探究的具體問題是酵母菌是否在有氧、無氧條件下均能產(chǎn)生CO2，現(xiàn)提供若干套(每套均有數(shù)個)實驗裝置如圖Ⅰ(a～d)所示。
①請根據(jù)實驗?zāi)康倪x擇裝置序號，并按照實驗的組裝要求排序(裝置可重復(fù)使用)。有氧條件下的裝置順序：________(用箭頭和圖中字母表示)；無氧條件下的裝置順序：________(用箭頭和圖中字母表示)。
②裝置中c瓶的作用是________，b瓶中澄清的石灰水還可用________代替。
③在溫度和pH都相同的情況下，影響酵母菌細胞呼吸方式的外界因素主要是____________________________________。
④d瓶在連通其他瓶前應(yīng)先封口放置一段時間，這是為了 。
（3）如何鑒定有無酒精產(chǎn)生？ 。
（4）若酵母菌消耗的O2為3 mol/L，而釋放的CO2為9 mol/L，則酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的________倍。
解析 本題直接對教材中探究酵母菌細胞呼吸方式實驗的選材、原理、實驗裝置的裝配及各部分作用、操作進行考查。（1）酵母菌是單細胞真菌，是活的生物，培養(yǎng)時需提供營養(yǎng)和適宜的溫度條件。(2)酵母菌是兼性厭氧微生物，在有氧的條件下進行有氧呼吸，在無氧的條件下進行無氧呼吸。根據(jù)實驗很容易得出，有氧條件下實驗裝置的設(shè)置應(yīng)為c→a→b，無氧條件下應(yīng)為d→b，裝置中c瓶內(nèi)NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，排除空氣中的CO2對實驗結(jié)果的干擾。檢測CO2除了用澄清的石灰水，還可用溴麝香草酚藍水溶液。在溫度和pH都相同的情況下，影響酵母菌細胞呼吸方式的外界因素主要是氧氣濃度。d瓶在連通其他瓶前應(yīng)先封口放置一段時間，目的是讓酵母菌將d瓶中O2消耗掉，保證以后實驗的無氧條件。（3）酒精的鑒定用橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下反應(yīng)變成灰綠色。（4）酵母菌無氧呼吸不消耗O2，題中消耗的3 mol/L O2均被有氧呼吸所利用，而有氧呼吸產(chǎn)生的CO2的量與消耗O2的量相等，所以有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3 mol/L，需消耗葡萄糖的量為0．5 mol/L。酵母菌釋放的CO2為9 mol/L，其中有氧呼吸產(chǎn)生CO2的量為3 mol/L，無氧呼吸產(chǎn)生CO2的量則為6 mol/L，需消耗葡萄糖的量為3 mol/L。因此，酵母菌無氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸的6倍。
答案 （1）配置適宜的酵母菌葡萄糖培養(yǎng)液，控制培養(yǎng)溫度在25—35℃(2)①c→a→b(或c→b→a→b) d→b ②吸收空氣中CO2，排除其對實驗結(jié)果的干擾(其他合理答案亦可) 溴麝香草酚藍水溶液�、垩鯕鉂舛� ④消耗瓶中的氧氣，保證以后實驗的無氧條件 （3）橙色的重鉻酸鉀(K2Cr2O7)溶液，在酸性條件下與酒精發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變成灰綠色。
（4）6
2 對教材實驗變式考查
2．1 改變實驗材料
例2 某同學(xué)在研究馬鈴薯塊莖細胞呼吸方式時，設(shè)計了如下實驗：
實驗一：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶A、B中分別放入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，如圖甲所示。每隔一段時間，從分液漏斗向錐形瓶A中注入適量的過氧化氫溶液，觀察裝置中溴麝香草酚藍水溶液的顏色變化(溴麝香草酚藍水溶液用于二氧化碳的檢測，二氧化碳能使該溶液由藍變綠再變黃)。
實驗二：取新鮮馬鈴薯塊莖，洗凈、切成碎屑。向錐形瓶C中加入適量的馬鈴薯塊莖碎屑，并向C瓶中充入N2替代錐形瓶中的空氣，如圖乙所示，一段時間后，觀察裝置中溴麝香草酚藍水溶液的顏色變化。
請回答下列問題：
(1)實驗一的原理是________________；當(dāng)實驗一中溴麝香草酚藍水溶液的顏色由綠變黃時，是否能說明馬鈴薯的呼吸作用在逐漸增強？________，為什么？_____________________。
(2)已知植物細胞無氧呼吸有兩種類型，一種是能夠產(chǎn)生酒精的無氧呼吸，另一種是能夠產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。馬鈴薯塊莖在只有N2的條件下可以進行無氧呼吸。則實驗二的目的是______________________________________；
若實驗二中溴麝香草酚藍水溶液______，則說明馬鈴薯塊莖細胞進行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸，其反應(yīng)式為________。
(3)實驗二在設(shè)計上有不夠嚴謹之處，可能會干擾對馬鈴薯塊莖細胞呼吸類型的判斷，請給予修正。________。 修正的理由是________________________。
解析 本題是借鑒探究酵母菌細胞呼吸方式實驗裝置和檢測方法，改變實驗材料考查對細胞呼吸實驗的掌握情況。馬鈴薯塊莖細胞中含有過氧化氫酶，可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣，在有氧條件下，馬鈴薯塊莖細胞可以進行有氧呼吸，產(chǎn)生的二氧化碳可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。當(dāng)實驗一中溴麝香草酚藍水溶液的顏色由綠變黃時，可能是實驗時間較長，馬鈴薯產(chǎn)生的CO2總量較多引起的，不一定是細胞呼吸強度增加引起的。無氧呼吸有兩種類型，實驗二可以探究馬鈴薯無氧呼吸的類型，如果溴麝香草酚藍水溶液不變色，說明沒有二氧化碳產(chǎn)生，馬鈴薯塊莖進行的是產(chǎn)生乳酸的無氧呼吸。由于實驗中的馬鈴薯塊莖上有微生物，微生物的呼吸類型會影響實驗結(jié)果，因此實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖進行消毒；C瓶組裝之前應(yīng)做滅菌處理。
答案 (1)馬鈴薯塊莖細胞中含有過氧化氫酶，可催化過氧化氫分解產(chǎn)生氧氣；在有氧條件下，馬鈴薯塊莖細胞可以進行有氧呼吸，產(chǎn)生的二氧化碳可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃 不能 溶液的顏色由綠變黃可能是實驗時間較長，馬鈴薯產(chǎn)生的CO2總量較多引起的(其他合理答案也可)(2)探究馬鈴薯無氧呼吸的類型 不變色 C6H12O6 2C3H6O3＋少量能量(3)實驗前應(yīng)對馬鈴薯塊莖進行消毒；C瓶組裝之前應(yīng)做滅菌處理(答案合理即可)不同的微生物具有不同的呼吸類型，它們的存在會干擾實驗結(jié)果。
改變檢測方法
2．2 改變實驗裝置
例3 下圖是探究酵母菌進行呼吸方式類型的裝置，下列敘述錯誤的是( )
A．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴不動，說明酵母菌只進行有氧呼吸
B．假設(shè)裝置1中的液滴不移動，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌只進行無氧呼吸
C．假設(shè)裝置1中的液滴左移，裝置2中的液滴右移，說明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸
D．假設(shè)裝置1、2中的液滴均不移動，說明酵母菌只進行有氧呼吸或只進行無氧呼吸
解析 本題改變實驗裝置考查酵母菌呼吸方式的探究實驗分析推理及知識遷移能力。裝置1中液滴左移，是因為有氧呼吸消耗了氧氣，而產(chǎn)生的 CO2被 NaOH 溶液吸收，裝置2中的液滴不移動是因為有氧呼吸產(chǎn)生的 CO2與消耗的氧氣體積相等；裝置1中的液滴不移動表明無有氧呼吸，裝置2中的液滴右移是因為無氧呼吸釋放了CO2；裝置 1 中的液滴左移是進行了有氧呼吸，裝置2中的液滴右移的量是無氧呼吸產(chǎn)生的CO2量；若裝置 1、2中的液滴均不移動，則酵母菌既不進行有氧呼吸又不進行無氧呼吸，可能已死亡。
答案 D
2．3 改變檢測指標(biāo)
例4 日常生活中人們常用酵母菌發(fā)面蒸饅頭，某學(xué)生想探究酵母菌的細胞呼吸方式，設(shè)計了下列實驗，請你幫助他完成有關(guān)內(nèi)容：
(1)實驗?zāi)康模禾骄拷湍妇募毎粑绞?/p>
(2)實驗原理：細胞的不同呼吸方式釋放的能量多少不同，但每種方式所釋放的能量中都有一部分以熱能形式散失，從而導(dǎo)致細胞周圍的環(huán)境溫度升高。
(3)材料用具：酵母菌培養(yǎng)液、質(zhì)量濃度為0．1g／mL的葡萄糖溶液、液體石蠟油、蒸餾水、保溫瓶。溫度計、棉花
(4)實驗步驟：
①將質(zhì)量濃度為0．1g／ml。的葡萄糖溶液加熱沸騰后冷卻備用；
②取3只保溫瓶，編號為A、B、C，并將c瓶設(shè)計為對照；
③在3只保溫瓶中分別加入等量的葡萄糖溶液；
④ ；
⑤ 3個保溫瓶中均放入溫度計，用棉花輕輕塞上瓶口，并保證保溫瓶通氣；
⑥24小時后觀察并記錄3個保溫瓶中溫度的變化。
(5)預(yù)測實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果：
若A瓶溫度＞c瓶溫度，B瓶溫度＝c瓶溫度，則 ；
若B瓶溫度＞c瓶溫度，A瓶溫度＝c瓶溫度，則 ；
若 ，則 。
(6)某同學(xué)也想以酵母菌為實驗材料探究相關(guān)問題，請你幫他設(shè)計探究性實驗課題名稱。____________________________________________________。
解析 本題改變實驗檢測指標(biāo)根據(jù)酵母菌在細胞呼吸中釋放能量的多少，通過實驗來判斷酵母菌的細胞呼吸方式。酵母菌是兼性厭氧菌，其呼吸作用方式可能有三種：在氧氣充足的條件下只進行有氧呼吸，產(chǎn)生大量能量，瓶中溫度將高于對照組；在氧氣不足的條件下既進行有氧呼吸也進行無氧呼吸，產(chǎn)生較多能量，瓶中溫度也高于對照組；在無氧條件下只進行無氧呼吸，產(chǎn)生能量較少，瓶中溫度也高于對照組。實驗中自變量處理時要考慮A、B瓶有氧與無氧條件的設(shè)置，而對照組C瓶中用等量的蒸餾水代替酵母菌培養(yǎng)液，如A瓶是在無氧條件下，B瓶是在有氧條件下，C瓶中無呼吸作用發(fā)生。若A瓶>C瓶溫度，B瓶溫度=C瓶溫度，表明進行了無氧呼吸，但無有氧呼吸發(fā)生；若B瓶溫度>C瓶溫度，A瓶=C瓶溫度，表明進行了有氧呼吸，但沒有無氧呼吸發(fā)生；若B瓶溫度>C瓶溫度，A瓶溫度>C瓶溫度，表明酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸。以酵母菌為實驗材料，還可以探究其在不同氧氣濃度條件下的代謝產(chǎn)物。
答案 (4)④A瓶中加入適量的酵母菌培養(yǎng)液和液體石蠟油，B瓶中加入與A等量的酵母菌培養(yǎng)液，C瓶中加入與A等量的蒸餾水(A瓶和B瓶可互換) (5)酵母菌只進行無氧呼吸酵母菌只進行有氧呼吸(注意和步驟④對照，答案順序可顛倒) B瓶溫度>c瓶溫度，A瓶溫度>c瓶溫度酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸(6)探究酵母菌在不同的氧氣濃度下的產(chǎn)物(合理即可)
通過上述變換角度訓(xùn)練可以全面考查學(xué)生對探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗理解和遷移能力。通過適度拓展，真正達到舉一反三的目的。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/gaozhong/146182.html
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